リチウム電池辞典

リチウム電池の知識と正しい使い方を理解しましょう

2009-02-28T09:14:41Z

小型で大容量のリチウム電池。今では携帯電話やノートパソコンン、デジタルカメラ、自動車や飛行機の機器類にまで利用されるようになりました。

小型で大容量のリチウム電池は世界規模で普及していますが、メーカーの開発競争などによって、トラブルや事故が相次いでいます。

一方では、身近な商品としてあるにもかかわらず私たちはリチウム電池の知識に関してほとんどもっていません。

身近に起こるリチウム電池の防止のためにもリチウム電池の誕生から、用途や正しい使い方までをわかりやすくまとめていますので、当サイトをお役に立てて下さい。

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「パナソニックリチウム電池 CR2032 P」は、ゲームや電子手帳などにお使い頂くリチウム電池です。

リチウムイオン電池材料の開発と市場
リチウムイオン電池材料の最新動向を各分野の専門家が執筆、さらに市場の動向を調査、解説した書籍です。

リチウム電池国内企業の動き

2008-08-05T04:45:52Z

ソニーは国内2工場に４００億円を投じ、リチウム電池の月産能力を２０１０年末に現行より 8割引き上げると発表しました。
携帯電話やノート型パソコンのほか、電動工具などの需要拡大に対応します。
リチウム電池は三洋電機、ソニー、松下電器産業が世界シェアの6割超を握ります。
国内大手3社がそろって増産計画を打ち出したことで、韓国サムスングループなどを含めた量産競争が激しくなりそうです。

ソニーは子会社のソニーエナジー・デバイスに10年度までの3年間に４００億円を投資。
本宮事業所に主要部品となる電極の量産工場を新設するほか、栃木事業所で基幹部品「電池セル」の組み立てラインを増強します。
ソニーは今月下旬にシンガポール工場で携帯電話向け電池の量産を始めるほか、中国でも生産を増強。
全社の月産能力（現行４１００万個）を10年末までに７４００万個に引き上げます。
ソニーはコードレス化が進む電動工具や小型・高出力の製品が登場しているひげそり機など小物家電で広がる需要を取り込み、供給を増やします。
現在は約５割を占める携帯電話や、２割を占めるノート型パソコン以外の需要を開拓し、事業規模を拡大します。
また、引き続き増産を検討するとしており、投資額の積み増しを検討する公算が強い。

三洋、松下も新工場を建設し、リチウム電池を増産する計画です。

世界シェア２５％前後で最大手の三洋に対して、世界二位の座をサムスンと争うソニー（世界シェア２０％程度）と松下が追撃する。
国内大手と海外勢とが入り乱れて戦う構図がしばらく続きそうです。
ソニーが6月に発表した中間経営方針で、リチウム電池を画像処理半導体などと並んで集中領域と位置付けましたが、2006年にパソコン向け電池で発火事故が起こり、安全性を巡って批判された際には事業撤退もささやかれていました。
増産投資で攻勢に転じるが、できるだけリスクを回避しながら安定的に事業を伸ばそうとする姿勢がうかがえます。
ソニーは90年に世界で初めてリチウム電池を実用化しました。
リチウム電池の開発により、デジタルカメラ、パソコンなど様々なデジタル製品の小型化が実現し、こうした製品群を抱えるソニーの収益を支えてきました。
一方で電池事業はリスクも高い。06年にはパソコン向け電池での発火事件が発生し、９６０万個を対象にした電池の回収費用などで、07年3月期決算には５１２億円を引き当てました。
競合する三洋電機、松下電器産業もリチウム電池の投資計画を明らかにしていますがソニーとは事業戦略が大きく異なります。
三洋電機は独フォルクスワーゲンと、松下はトヨタ自動車と組むなど、ここ数年、自動車に搭載する電池の開発で連携を深めています。
これに対して、ソニーは開発・量産投資がかさむ自動車向けには慎重です。
ソニーが開発してきた電動工具や小型家電などは既存の技術や仕様で展開できます。
こうした需要を取り込んで収益基盤を固めながら、リスクは大きいが収益期待も大きい自動車分野などに打って出る機会を狙う考えです。

リチウム電池の原理

2007-08-30T04:21:04Z

リチウムの英語名 Lithium は、ギリシャ語の lithos に由来し、「石」を意味する。アルフェドソン(J.A.Arfvedson)が1817年にペタル石の分析によって発見されています。
二酸化マンガンリチウム電池は、正極に二酸化マンガン、負極に金属リチウム、電解液には、有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものを用いている。化学反応式は次の通りです。
●正極 MnIVO2+Li++e-→MnIIIO2(Li+)
●負極 Li → Li++e-
負極に使う金属リチウムは、反応性が極めて高いので、アルミニウム等との合金を用いる場合も多い。
電解液に機溶媒を使うのは、リチウムは水分と速やかに反応して水素を発生するからである。
プロピレンカーボネートやγ-ブチロラクトン、ジメトキシエタン等が多く用いられています。
また、電解質には、無機・有機の含フッ素化合物や過塩素酸のリチウム塩が用いられています。

上図のように、リチウム金属酸化物を使った正極と炭素などを使った負極の間をリチウムイオンが移動して電気が起きる仕組みとなっています。
両極間を絶縁シートで挟んで何層にも積み重ねた構造が一般的です。

リチウムの誕生と歴史

2007-08-29T05:15:08Z

リチウムの英語名 Lithium は、ギリシャ語の lithos に由来し、「石」を意味する。
アルフェドソン(J.A.Arfvedson)が1817年にペタル石の分析によって発見されました。
リチウム (Lithium) ：原子番号 3の元素。元素記号はLi。アルカリ金属の一つ。
常温で安定な結晶構造は、体心立方格子 (BCC)。比重は、0.53、融点は摂氏180℃、沸点は摂氏1330℃（沸点は異なる実験値あり）。
銀白色の柔らかい金属である。ナトリウムよりは硬い。
同じアルカリ金属のナトリウム、カリウムと比べて反応性は劣り、化学的性質は、アルカリ土類金属、特にマグネシウムと類似するのが特徴。
乾いた空気中ではほとんど変化しないが、水分があると常温でも窒素と反応し窒化リチウム(Li3N) を生ずる。また、熱すると燃焼して酸化リチウム(Li2O)になる。
このためリチウムを金属として取り扱う場合はアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。
リチウムは延性に欠けるので、試薬のリチウムワイヤーは1%程度のナトリウムを添加した合金である。
上記写真はパナソニックリチウム電池 CR2016 P

リチウム電池の用途

2007-08-28T04:22:26Z

小型で大容量のリチウムイオン電池は、携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラなどに幅広くかつようされ、２００６年には約１０億個と電池全体の約１７％を占めるまでに利用されています。
▼外形としては、 * コイン型（ボタン型）
* 円筒型（単1型～単5型と同型、ただし電圧は異なることが多い）
* 円筒型を複数個並べた形状のもの（電池ホルダにそのまま収まり、複数個のアルカリ乾電池等と互換性がある）
* ボタン形に端子を付けたもの（メモリーバックアップなど、交換の頻度が少なく高信頼性を要求される用途）
* 円筒形で、正極にピンを付けたもの（電気浮き用）
* 006P形（3個直列9Vで電圧の互換性がある）
などの製品があrります。コイン型の製品の規格は、例えばCR2032などのように、6桁の型番で表される。
これは直径が20mm、高さが3.2mmであることを示しています。
主な用途は、各種の電子機器（電源用、メモリーバックアップ用）、リモコン、カメラ、電子メータ、LEDを点灯させるキーホルダーや電気浮きなどに利用されています。
LEDを点灯させるには2V前後（赤色・黄色などの場合）の電圧が必要であるため、1個のセルで3Vが得られるリチウム電池は好都合です。
最近では住宅用火災警報器への需要も高まり、10年間電池を取り替えることなく安定した電源として使えるリチウム電池の本領を遺憾なく発揮しており、リチウム電池の需要は今後も益々広がっていきます。

リチウム電池の種類

2007-08-27T04:37:20Z

リチウム電池は、陽極の素材により次のような種類に分類できます。
記号とは、IEC 60086で定められた規格名称（CR2032など）の1文字目にあります。

記号	電池系	陽極	電解液	負極	電圧
B	フッ化黒鉛リチウム電池	フッ化黒鉛	非水系有機電解液	リチウム	3.0
C	二酸化マンガンリチウム電池	二酸化マンガン	非水系有機電解液	リチウム	3.0
E	塩化チオニルリチウム電池	塩化チオニル	非水系有機電解液	リチウム	3.6
F	硫化鉄リチウム電池	硫化鉄	非水系有機電解液	リチウム	1.5
G	酸化銅リチウム電池	酸化銅	非水系有機電解液	リチウム	1.5

最も広く使われているのは二酸化マンガンリチウム電池である。
公称電圧は3ボルトと、円筒型乾電池（マンガン乾電池やアルカリ乾電池）のちょうど倍です。
硫化鉄リチウム電池は公称電圧が円筒型乾電池と同じなので、リチウム乾電池として単3形と単4形が製造されています。

リチウム電池の特徴

2007-08-27T04:21:54Z

リチウムは金属のうち最大のイオン化傾向を持ち、非常に低い電位を持つ為、これを負極として用いると、正極との電位差が開き、高い電圧が得られます。
また、その原子の大きさが小さいため、容量が非常に大きく（マンガン乾電池の約10倍）、放電末期まで電圧降下が少なく、自己放電が少なく、寿命が5年ほどあるため、コンピューターのメモリバックアップ用途に用いられることが多い。
リチウムイオン電池は用いる有機溶媒に水よりも融点の低い溶媒を選んで用いる為、低温でも使用可能です。
モバイル機器の長時間使用を可能にするのがリチウムイオン電池のメリットです。

リチウム電池の世界市場は日本企業が６割のシェアを持つ

2007-08-26T03:57:50Z

リチウムイオン電池は、２００６年の世界市場は約２０億個、出荷金額は５６００億円。三洋電機が２８％と最も高く、ソニーが２８％、松下電池工業が１５％のシェアを握っています。
１９８０年代の日本製ビデオカメラのヒット以降、二次電池の開発・生産が日本企業主導で進んだためにリチウムイオン電池市場で日本企業が６割のシェアを持つようになりました。

ただ、韓国のサムスンやLG電子グループなども参入し、競争は激化しています。
その競争激化により、２００７年８月１５日は松下電池工業がのリチウム電池に発火などの事故が起きるなど企業間競争による製品の量産が原因で絶縁シートに金属粉が混入するなど検査の誤認事故が相次いでいます。
▼リチウム電池のニュースに関してはヤフーニュースをご参照してください。

特定製品に指定されたリチウムイオン電池

2007-08-25T04:41:47Z

リチウムイオン電池を使う携帯用機器は電車飛行機でも使用可能で、発火事故が重大な事故を招く恐れもあり、政府はメーカーの出荷前の規制が不可欠として、消費生活用製品安全法で国の基準への適合を義務付けられた「特定製品」にリチウム電池を指定しました。これによって、メーカーは設計、生産段階でのチェックに加え、製品完成後の自主検査も必要となりました。国が定めた具体的な基準としては、検査で電池を人為的に故障させても発火しないことや、製造過程で金属粒子が混入しても発火しないことを確認、異常な過熱が起こった場合には充電を停止する機能を持つなどの案が出ています。リチウムイオン電池の異常な発熱事故は松下電池がノキアの携帯電話で起こしております。

リチウム電池の正しい使い方や廃棄方法など質問形式でまとめています

2007-08-16T06:17:47Z

リチウム電池は扱い方を間違えると危険と聞いていますが、何故ですか？

リチウム電池は負極に金属リチウムを使用しています。金属リチウムは水に触れると激しく反応して、発熱や発火する性質を持っています。しかし、その他の電池同様、充電したり、分解したり、火の中に投入しなければ問題ありません。

リチウム電池はどのようにして捨てればよいですか？

リチウム電池を捨てる場合は、他の金属と接触すると発熱・破裂・発火する恐れがありますので必ず端子（＋／－）を粘着性の絶縁テープ等で覆ってください。（社）日本乾電池工業界資料「乾電池の正しい上手な使い方」より

電池を分解したり、加熱したり、火の中に投入がダメなのはどうしてですか？

乾電池を分解すると内容物で手や衣服を汚すだけでなく、目等に入ると危険です。又、加熱したり、火の中に投入したりすると内容物が膨張して破裂する事があります。

●電池の「自己放電」とは何ですか？

電池は使用しなくても日が経つにつれて少しずつ化学反応が起こっており、電気容量が減っていきます。これを自己放電と呼んでいます。上手な保管方法：保管する時はなるべく温度の低い、湿気の少ないところを選んでください。しかし、冷蔵庫に保管すると電池が結露し、水滴により正極と負極がつながり電池が消耗したり、サビが発生することがあります。

乾電池に表示してある数字は何ですか？

乾電池は、1993年4月JIS改正により電池本体の側面、又は底部に「使用推奨期限」を表示する事になりました。この期限内に使用する事をお勧めします。

古い電池と新しい電池を混ぜて使うとどうなりますか？

古い電池が新しい電池よりも早く消耗してしまうため、使える時間が短くなり、液漏れの原因となることもあります。古い電池が新しい電池混ぜて使用しないでください。（社）日本乾電池工業界資料「電池の正しい上手な使い方」「フジリチウム電池 CR2025*1個」は、ミニゲーム、カメラ、ラジオ、電子手帳、電卓、時計、電子キーなどの各種機器にお使い頂ける、ボタン形リチウム電池です。